新能源完整課件

新能源主講：能源與動(dòng)力工程學(xué)院

溫華兵1可編輯課件開發(fā)新能源：

新能源是近幾十年來(lái)人類采用新技術(shù)開發(fā)的可再生能源。新能源的開發(fā)和利用將從根本上解決能源問(wèn)題。如：太陽(yáng)能、海洋能、風(fēng)能、原子核能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、?chǔ)能。

新能源的開發(fā)和利用，雖短期成本較高，長(zhǎng)期將占優(yōu)勢(shì)，能大量節(jié)省能源，大幅減少污染，提高人民生活的質(zhì)量，獲得顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

新能源能再生，對(duì)環(huán)境影響小，但對(duì)開發(fā)的技術(shù)要求高。2可編輯課件美國(guó)：風(fēng)能首當(dāng)其沖

日本：太陽(yáng)能鋪就新能源路

英國(guó)：風(fēng)能核能并舉

丹麥：靠風(fēng)“驅(qū)動(dòng)”的國(guó)家

芬蘭：生物能源獨(dú)辟蹊徑

冰島：利用地?zé)岵辉僖蕾囀?/p>

挪威：借風(fēng)發(fā)展“氫經(jīng)濟(jì)”

世界各國(guó)的新能源開發(fā)及利用情況3可編輯課件可開發(fā)的新能源種類一、太陽(yáng)能二、海洋能三、風(fēng)能四、核能五、生物質(zhì)能六、地?zé)崮芷?、?chǔ)能4可編輯課件一、太陽(yáng)能

1、太陽(yáng)能

在人類利用的能源中，太陽(yáng)能是最重要的。各種草木燃料能、化石燃料能、風(fēng)能、水能、海洋流能、海洋溫差等歸根結(jié)底也是來(lái)源于太陽(yáng)的輻射能。太陽(yáng)能是一種巨大且對(duì)環(huán)境無(wú)污染的能源。太陽(yáng)能中只有大約二十二億分之一輻射到地球，其中30%被大氣層反射掉，23%被大氣層吸收掉，但是每秒鐘輻射到地面的總能量有8.0×1013kW，相當(dāng)于目前全世界發(fā)電總量的8萬(wàn)倍。對(duì)太陽(yáng)能的利用，有間接利用與直接利用兩種。間接利用是利用由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的其他能量，如生物質(zhì)能、化石能、風(fēng)能、水能、海洋能等。人類對(duì)太陽(yáng)能的開發(fā)時(shí)直接利用太陽(yáng)能，主要有：光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換。5可編輯課件（1）光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)

光－熱轉(zhuǎn)換技術(shù)是將太陽(yáng)輻射的能量通過(guò)各種集熱部件轉(zhuǎn)變成熱能后被直接利用。我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就已使用凹面鏡聚集太陽(yáng)能去點(diǎn)火。1837年英國(guó)人赫胥黎首次使用太陽(yáng)灶燒飯，1875年出現(xiàn)了太陽(yáng)能熱水器。光－熱轉(zhuǎn)換可分為低溫（100℃～300℃）與高溫（300℃以上）兩種。低溫的用于工業(yè)用熱、制冷、空調(diào)、烹調(diào)等，高溫的用于發(fā)電、材料高溫處理等。太陽(yáng)能集熱器以空氣或液體（水或防凍液）為傳熱介質(zhì)。吸熱方式可以是直接吸收太陽(yáng)輻射能，也可以是太陽(yáng)光經(jīng)會(huì)聚后集中照射。分為平板式和聚光式。全世界使用民用光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)最多是以色列和約旦，他們屋頂?shù)奶?yáng)能蓄熱器可提供25%～65%的家用熱水?，F(xiàn)在美國(guó)也興建了100多萬(wàn)個(gè)集熱器采暖系統(tǒng)和25萬(wàn)個(gè)依靠冷熱空氣自然流動(dòng)的被動(dòng)式太陽(yáng)能住宅。

6可編輯課件

光電轉(zhuǎn)換技術(shù)是利用光電效應(yīng)把太陽(yáng)輻直接轉(zhuǎn)換成電能，使用的是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池有單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、硫化鎘電池、磷化銦電池、砷化鋅電池砷化鎵電池和有機(jī)半導(dǎo)體電池等。硅太陽(yáng)電池已成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船和星際空間站等宇宙飛船器的主要能源之一。1958年美國(guó)“先鋒”號(hào)人造地球衛(wèi)星、1971年我國(guó)制造的“東方紅”號(hào)人造衛(wèi)星上，都安裝了太陽(yáng)能電池。我國(guó)自行研制的高效砷化鎵太陽(yáng)能電池也已經(jīng)在第二顆“風(fēng)云”1號(hào)氣象衛(wèi)星上正常使用。太陽(yáng)能電池還可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)很多交通工具，如太陽(yáng)能汽車、太陽(yáng)能飛機(jī)、太陽(yáng)能船、太陽(yáng)能自行車等。太陽(yáng)能電池還可以用來(lái)發(fā)電。美國(guó)、德國(guó)已經(jīng)研制成功地面太陽(yáng)能電池發(fā)電站（又稱光伏發(fā)電站）并投入使用。（2）光電轉(zhuǎn)換技術(shù)7可編輯課件

光化學(xué)轉(zhuǎn)換是光與物質(zhì)相互作用引起化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。綠色植物的光合作用就是光化學(xué)轉(zhuǎn)換的過(guò)程。人類可以控制的光化學(xué)轉(zhuǎn)換方法是采用光化學(xué)電池。光化學(xué)電池是利用光照射半導(dǎo)體和電解液界面，在電解液內(nèi)形成電流，并使水電離直接產(chǎn)生氫和氧的電池，這里所生成的氫和氧的光化學(xué)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是“光－電－化學(xué)”過(guò)程，而不是直接的光－化學(xué)過(guò)程。

（3）光化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)8可編輯課件

地球每小時(shí)從太陽(yáng)獲得的太陽(yáng)能量有6.1×1020焦，這比目前全世界在一年內(nèi)能源生產(chǎn)的總量還多，可見太陽(yáng)能有多么巨大。根據(jù)科學(xué)家推算，太陽(yáng)像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持50億年以上，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能可以說(shuō)是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源。2、太陽(yáng)能的價(jià)值9可編輯課件太陽(yáng)灶航天器太陽(yáng)能熱水器太陽(yáng)能發(fā)電裝置太陽(yáng)能的應(yīng)用10可編輯課件太陽(yáng)能的應(yīng)用太陽(yáng)能計(jì)算器11可編輯課件太陽(yáng)能的應(yīng)用太陽(yáng)能手提燈12可編輯課件太陽(yáng)能的應(yīng)用太陽(yáng)能汽車13可編輯課件太陽(yáng)能的應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電站14可編輯課件1、海洋能

海洋能是蘊(yùn)藏在海洋中的可再生能源。海洋占地球面積的71%，卻集中了地球上97%的水量。太陽(yáng)到達(dá)地球的能量，大部分落在海洋的上空中和海水中，部分轉(zhuǎn)化為各種形式海洋能。海洋能是潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、潮流能和海流能等不同的能源形態(tài)。其中，溫差能是熱能，潮汐、波浪、海流都是機(jī)械能，海水鹽度差是化學(xué)能。這些能量以潮汐、波浪、溫度差、海流等形式存在于海洋之中。海洋能技術(shù)是將海洋能轉(zhuǎn)換成電能或機(jī)械能的技術(shù)。二、海洋能15可編輯課件

海洋能可以再生，且取之不盡，用之不竭，不會(huì)造成環(huán)境污染，還可通過(guò)綜合利用（如潮汐發(fā)電可利用水庫(kù)發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)）降低成本。在海洋能中，目前有效開發(fā)利用的是潮汐能。世界上大規(guī)模利用海洋能開始于1968年法國(guó)建立的朗斯潮汐電站，此電站裝有24臺(tái)功率相同的機(jī)組，總裝機(jī)24萬(wàn)千瓦。加拿大芬地灣潮汐電站裝機(jī)462萬(wàn)千瓦，單機(jī)和總?cè)萘孔畲蟆Ｈ毡?250kW容量的波浪能發(fā)電裝置和美國(guó)的50kW溫差發(fā)電裝置都已通過(guò)實(shí)驗(yàn)。目前國(guó)際海洋能的開發(fā)正朝著深層次、大型化和商品化方向發(fā)展。海洋能主要被轉(zhuǎn)變成電能加以利用，有潮汐發(fā)電、海流發(fā)電、海浪發(fā)電、溫差發(fā)電。2、海洋能的利用16可編輯課件（1）潮汐能

潮汐能是由于地球和月球、太陽(yáng)相互作用產(chǎn)生的能量。潮汐能成因示意圖17可編輯課件

潮汐能量與潮差大小和潮量成正比，海洋潮汐以24小時(shí)50分鐘為一周期，一周期內(nèi)有高潮和低潮。潮差在我國(guó)沿海最大可達(dá)7m～8m，利用潮汐能的最普遍形式是潮水漲落發(fā)電。據(jù)估計(jì)，全世界的潮汐能源有1.0×109kW，如能充分利用，每年可發(fā)電1.24×108kW·h。潮汐發(fā)電分為兩種形式：一種是潮流直接沖擊水輪機(jī)，利用潮流動(dòng)能發(fā)電；另一種是建造潮汐水庫(kù)，在潮差比較大的海灣或河口處構(gòu)筑攔潮蓄能大壩，形成水庫(kù)，并在堤壩內(nèi)裝上水輪發(fā)電機(jī)組。利用漲、落潮位差，把潮汐位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。潮汐水庫(kù)電站的實(shí)際應(yīng)用更為廣泛。

18可編輯課件

潮汐電站有單庫(kù)單項(xiàng)式、單庫(kù)雙向式和雙庫(kù)雙向式三種。①單庫(kù)單向式只建一座水庫(kù)，水輪發(fā)電機(jī)組僅在海水落潮時(shí)單方向推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。②單庫(kù)雙向式也是只建一座水庫(kù)，安裝的水輪機(jī)葉輪可正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，漲潮落潮均可發(fā)電。③雙庫(kù)單向式是通過(guò)建三道壩，分隔出兩座彼此相通的水庫(kù)，單向水輪機(jī)安裝在兩座水庫(kù)分隔壩的底部。其中一個(gè)水庫(kù)安裝進(jìn)水閘，漲潮時(shí)放海水入庫(kù)，另一座水庫(kù)安裝泄水閘，落潮時(shí)向外放水，兩水庫(kù)始終存在著水位差，從而達(dá)到連續(xù)發(fā)電的目的。19可編輯課件世界主要潮汐電站20可編輯課件漲潮時(shí)退潮時(shí)潮汐電站工作原理21可編輯課件潮汐能的應(yīng)用浙江溫嶺江廈潮汐試驗(yàn)電站全國(guó)第一、世界第三22可編輯課件法國(guó)朗斯潮汐電站

23可編輯課件

波浪能是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的，并以位能和動(dòng)能形式由短期波儲(chǔ)存的機(jī)械能。是潮汐和風(fēng)形成的海洋波浪，從而產(chǎn)生波浪能。波浪能與波高的平方和流動(dòng)水域面積成正比。海中的波浪具有很大的動(dòng)能和勢(shì)能，據(jù)估算，如果把波浪能全部轉(zhuǎn)變成電能（即波力發(fā)電），則每平方千米海面上每秒鐘的發(fā)電量約為2.0×105kW。海波涌向海岸的動(dòng)能平均每平方千米含有上萬(wàn)千瓦的功率。我國(guó)沿海蘊(yùn)藏著的波浪能超過(guò)1.7×108kW。

波浪能可用來(lái)發(fā)電、海水淡化和從海水中提取金屬等等。（2）波浪能24可編輯課件

利用波浪能并轉(zhuǎn)換為其他形式能量的方式有三種：①波浪能轉(zhuǎn)變成空氣能，以壓縮空氣的形式來(lái)做功。能量轉(zhuǎn)換裝置有振動(dòng)水柱空腔器、壓縮氣袋以及浮標(biāo)式波力發(fā)電裝置等。②波浪能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，利用浮體和固定物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生所需要的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故又稱為浮體式。能量轉(zhuǎn)換裝置有搖動(dòng)浮體式、升降浮體式、點(diǎn)頭鴨式、筏式等。

③波浪能轉(zhuǎn)換成水位能，再利用水的落差來(lái)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。能量轉(zhuǎn)換裝置有聚波水庫(kù)和涌浪裝置。利用波力發(fā)電可分為陸基式和浮動(dòng)式兩大類。陸基式是將發(fā)電裝置安裝在陸地的固定機(jī)座上。浮動(dòng)式也稱海基式，發(fā)電裝置整體隨波浪漂浮。25可編輯課件波浪發(fā)電站示意圖

波浪能供電的燈光浮標(biāo)26可編輯課件

太陽(yáng)照射在海洋表面，是海洋上部和底部形成溫差，從而形成溫差能。在南北緯30°以內(nèi)的大部分海面，表層與深層海水間的溫差在20℃左右；而赤道附近海面，表層與深層海水間的溫差達(dá)30℃左右。利用表層水（25℃～30℃）和750m深處4℃～7℃海洋區(qū)，可進(jìn)行發(fā)電。海洋溫差發(fā)電的的一種方法是把表層溫水引進(jìn)真空鍋爐，在低壓下直接汽化生成蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。另一種方法是利用溫水加熱低沸點(diǎn)的工質(zhì)（氨、氟里昂），使其變成蒸汽再去做功。汽由深層海水冷凝，從而構(gòu)成熱力循環(huán)連續(xù)發(fā)出電能。

（3）溫差能27可編輯課件

在河流入?？诘牡c鹽水交界處，假如將鹽水與淡水隔開，即使淡水的水平面與海平面高度相等，淡水也會(huì)由于滲透壓而流向海水，具有一定動(dòng)能，這就是鹽差能。滲透壓與鹽差和溫度成正比。鹽差蘊(yùn)藏的功率等于滲透壓與滲流流量的乘積。通常在河水和海水交界處，滲透量為1m3/s時(shí)，則會(huì)有2500W左右的潛在功率，相當(dāng)25個(gè)大氣壓所具有的能量。鹽差能的利用主要是鹽差發(fā)電。其方式有直接耦合式、外混式、內(nèi)混式等幾種。（4）鹽差能28可編輯課件

海水在海中沿水平方向或垂直方向上大規(guī)模流動(dòng)稱為海流。海流沒(méi)有明顯的邊界，但總是沿一定路線穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，或成線，或成圈，還有的繞流，可以在接近海面，也可以海中某深度發(fā)生。海流的能量由熱能和動(dòng)能組成，可利用的首先是動(dòng)能，動(dòng)能的功率與流速的立方成正比。據(jù)估計(jì)，全世界海流能擁有量約50億千瓦。不過(guò)海流能的利用處于試驗(yàn)階段。（5）海流能29可編輯課件三、風(fēng)能1、風(fēng)能：風(fēng)能是指空氣的動(dòng)能。2、風(fēng)能的形成：地球表面接受太陽(yáng)輻射能的不同，使各地大氣溫度不同，造成大氣密度和氣壓的差別從而形成風(fēng)。所以風(fēng)能是由太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的。3、風(fēng)能的應(yīng)用：風(fēng)力發(fā)電：建風(fēng)力發(fā)電站

風(fēng)帆助航：風(fēng)帆的使用

風(fēng)力提水：風(fēng)車的使用

風(fēng)力致熱：風(fēng)力機(jī)的使用30可編輯課件4、風(fēng)能的開發(fā)價(jià)值：風(fēng)能是地球上無(wú)所不在、永不枯竭的能源。地球上近地層風(fēng)能總儲(chǔ)量約為1.3×1012kW,但目前開發(fā)利用的只是極少的一部分。據(jù)估計(jì)，全世界每年燃燒所獲得的能量不及風(fēng)力1年內(nèi)提供的能量的1/1000。我國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量估計(jì)為1.6×109kW，在世界上排位第三，可開發(fā)利用的約為1/10?？梢杂行Ю玫娘L(fēng)速范圍為3m/s～20m/s。風(fēng)能與其他能源相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，蘊(yùn)量大、分布廣、可再生、無(wú)污染。風(fēng)能作為新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對(duì)于沿海島嶼、邊遠(yuǎn)地區(qū)、草原牧場(chǎng)以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。31可編輯課件風(fēng)能的應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電32可編輯課件風(fēng)能的應(yīng)用澳大利亞風(fēng)力發(fā)電33可編輯課件風(fēng)能的應(yīng)用34可編輯課件四、核能1、原子核能

原子核能是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)釋放出的能量，習(xí)慣上稱作核能或原子能。原子核的變化過(guò)程有兩種：一種是自發(fā)的變化過(guò)程，叫放射性銳變。地球上由放射性銳變釋放的原子核能在地球內(nèi)部可以轉(zhuǎn)變?yōu)榈責(zé)?。另一種是人工制造的變化過(guò)程，叫核反應(yīng)。核反應(yīng)是原子核與原子核或原子核與基本粒子相互作用時(shí)釋放的能量的過(guò)程。核反應(yīng)有兩種：一是核裂變反應(yīng)，是重元素的原子核發(fā)生分裂的反應(yīng)。二是核聚變反應(yīng)，是氫元素的原子核發(fā)生聚合的反應(yīng)。這兩種反應(yīng)所釋放出來(lái)的巨大能量在原子彈爆炸和氫彈爆炸中得到了證明。

35可編輯課件

2、原子核能的利用（1）原子彈

原子彈中的核燃料是高濃縮鈾（濃度達(dá)93%）或钚。將彈殼內(nèi)鈾塊（或钚塊）分成各自低于臨界質(zhì)量的兩部分，但總質(zhì)量超過(guò)臨界質(zhì)量。原子彈爆炸時(shí)，首先引爆裝在鈾燃料外部的普通TNT炸藥層，其沖擊力會(huì)把兩塊鈾235壓聚在一起，超過(guò)臨界質(zhì)量的鈾塊立即會(huì)產(chǎn)生雪崩似的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，即發(fā)生核爆炸。（原理圖）（2）核電站

核電站是利用原子核裂變反應(yīng)放出的核能來(lái)發(fā)電的裝置。核電站主要由兩部分組成。一部分是反應(yīng)裝置及冷卻裝置，其核心為一個(gè)反應(yīng)堆，是維持和控制核裂變反應(yīng)的裝置，在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)核能轉(zhuǎn)換為為熱能。釋放出的熱能由一回路系統(tǒng)冷卻劑帶出，用以產(chǎn)生蒸汽。整個(gè)閉路系統(tǒng)被稱為核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，也叫核島，相當(dāng)于常規(guī)火電廠的鍋爐系統(tǒng)。另一部分由蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電的二回系統(tǒng)，與常規(guī)火電廠的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)基本相同，也稱作常規(guī)島。（原理圖）

36可編輯課件3、原子核能的價(jià)值

1千克鈾235的原子核所釋放出來(lái)的熱量，大約相當(dāng)于2800噸（2800000千克）標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)所放出的熱量。建造一座發(fā)電量為100萬(wàn)千瓦的電站，如果是核電站，每年需要補(bǔ)充的核燃料為30噸，六輛解放牌載重汽車就可運(yùn)進(jìn)。如果是燒煤的火力電站，每年要消耗300多萬(wàn)噸煤。運(yùn)輸這些煤炭，平均每天要開三列火車，每列火車掛40節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬(wàn)噸級(jí)的輪船。核電廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標(biāo)準(zhǔn)貨柜就可以運(yùn)載。如果換成燃煤，需要515萬(wàn)噸，每天要用20噸的大卡車運(yùn)705車才夠。如果使用天然氣，需要143萬(wàn)噸，相當(dāng)于每天燒掉20萬(wàn)桶家用瓦斯。換算起來(lái)，剛好接近全臺(tái)灣692萬(wàn)戶的瓦斯用量。

37可編輯課件4、核能發(fā)電簡(jiǎn)史

核能發(fā)電的歷史與動(dòng)力堆的發(fā)展歷史密切相關(guān)。動(dòng)力堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。1954年，蘇聯(lián)建成世界上第一座裝機(jī)容量為5兆瓦（電）的核電站。英、美等國(guó)也相繼建成各種類型的核電站。到1960年，有5個(gè)國(guó)家建成20座核電站，裝機(jī)容量1279兆瓦（電）。由于核濃縮技術(shù)的發(fā)展，到1966年，核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實(shí)用階段。1978年全世界22個(gè)國(guó)家和地區(qū)正在運(yùn)行的30兆瓦（電）以上的核電站反應(yīng)堆已達(dá)200多座，總裝機(jī)容量已達(dá)107776兆瓦（電）。80年代因化石能源短缺日益突出，核能發(fā)電的進(jìn)展更快。到1991年，全世界近30個(gè)國(guó)家和地區(qū)建成的核電機(jī)組為423套，總?cè)萘繛?.275億千瓦，其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約16%。世界上第一座核電站—蘇聯(lián)奧布靈斯克核電站。中國(guó)大陸的核電起步較晚，80年代才動(dòng)工興建核電站。中國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的30萬(wàn)千瓦（電）秦山核電站在1991年底投入運(yùn)行。大亞灣核電站于1987年開工，于1994年全部并網(wǎng)發(fā)電。38可編輯課件鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)39可編輯課件原子彈爆炸40可編輯課件核能發(fā)電原理核能發(fā)電示意圖41可編輯課件核能發(fā)電1954年蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站

——奧布靈斯克核電站42可編輯課件核能發(fā)電英國(guó)的原子能發(fā)電站蘇聯(lián)的核能燈塔43可編輯課件核能發(fā)電秦山核電站44可編輯課件核能發(fā)電大亞灣核電站45可編輯課件5、我國(guó)核能發(fā)展趨勢(shì)

中國(guó)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)正在制定中國(guó)核電發(fā)展民用工業(yè)規(guī)劃，準(zhǔn)備到2020年中國(guó)電力總裝機(jī)容量預(yù)計(jì)為9億千瓦時(shí)，核電的比重將占電力總?cè)萘康?%，即是中國(guó)核電在2020年時(shí)將為3600-4000萬(wàn)千瓦。也就是說(shuō)，到2020年中國(guó)將建成40座相當(dāng)于大亞灣那樣的百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電站。

46可編輯課件五、生物質(zhì)能

1、生物質(zhì)能

生物質(zhì)能是指通過(guò)植物的光合作用而將太陽(yáng)輻射能量以一種生物質(zhì)形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的能源，也稱為“綠色能源”，包括地球上所有動(dòng)物、植物、微生物以及由這些生物產(chǎn)生的排泄物和代謝物所具有的全部能量。

47可編輯課件

世界上生物質(zhì)能種類繁多，包括農(nóng)作物與農(nóng)業(yè)有機(jī)殘余物（秸稈、果核、玉米芯、蔗渣等）、木材與森林工業(yè)殘余物（木屑、樹枝、樹葉、樹根等）、動(dòng)物排泄物、江河湖泊沉積物與水生植物（藻類等）、農(nóng)副產(chǎn)品加工后的有機(jī)廢物、油料作物（棉籽、馬籽、油桐等）、城市生活與工業(yè)有些廢棄物（垃圾和食品、屠宰、制酒、造紙工業(yè)的排泄物等）等。

2、生物質(zhì)能的種類48可編輯課件

生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換技術(shù)主要有三種：直接燃料、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換。（1）直接燃燒直接燃燒獲取熱量是最簡(jiǎn)單的方法，但轉(zhuǎn)換效率很低，且污染環(huán)境。我國(guó)農(nóng)村傳統(tǒng)的燒柴灶熱效率5%～10%。大力推廣節(jié)柴灶可使熱效率提高到20%～30%，省柴30%～50%，是一種技術(shù)簡(jiǎn)單、易推廣、效果明顯的節(jié)能措施。目前研制的生物質(zhì)壓塊燃料可以提高熱效率并能減少污染。（2）熱化學(xué)轉(zhuǎn)換

生物質(zhì)能的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換是指在一定溫度和條件下通過(guò)化學(xué)方法使生物質(zhì)氣化、炭化、熱解和催化液化，生產(chǎn)燃料（氣態(tài)、液態(tài))和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)。其方法有氣化法、熱分解法和有機(jī)溶劑提取法等。3、生物質(zhì)能的技術(shù)49可編輯課件（3）生物化學(xué)轉(zhuǎn)化

生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是通過(guò)微生物發(fā)酵方法將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換成液體或氣體燃料。它包括生物質(zhì)-沼氣轉(zhuǎn)換技術(shù)和生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)。①生物質(zhì)-沼氣轉(zhuǎn)換技術(shù)

20世紀(jì)90年代我國(guó)農(nóng)村廣泛推廣和使用的“沼氣”，就是通過(guò)這種生物轉(zhuǎn)化技術(shù)得到的。有機(jī)物質(zhì)在一定溫度和隔絕空氣的厭氧環(huán)境中，通過(guò)微生物-甲烷菌的發(fā)酵作用，產(chǎn)生以甲烷為主的可燃性混合氣體（沼氣）。產(chǎn)生沼氣的原料是秸稈、雜草、垃圾和糞便等。甲烷菌有嗜熱菌（45℃～60℃）、嗜溫菌（30℃～45℃）、喜冷菌（0℃～30℃）三種。產(chǎn)生沼氣的裝置主要是沼氣池。沼氣可用作優(yōu)質(zhì)燃料、動(dòng)力能源、烘干、養(yǎng)殖等。產(chǎn)生沼氣后的渣料還可用來(lái)種蘑菇，沼液、沼渣也是很好的有機(jī)肥料。沼氣的開發(fā)，有利于農(nóng)村燃料、肥料和飼料的解決，也有利于垃圾的無(wú)害化處理。更促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的良性循環(huán)和農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡。50可編輯課件②生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)換技術(shù)

生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)換技術(shù)是將生物原料在密閉容器內(nèi)經(jīng)高溫干餾分解制造乙醇等干凈的液體燃料。生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)換技術(shù)所用的原料有糖質(zhì)、淀粉和纖維素等。巴西采用甘蔗渣為原料，每年可生產(chǎn)乙醇120億升，占其全國(guó)汽車燃料的62%，有800萬(wàn)輛汽車使用摻22%酒精的汽油。我國(guó)用甜高粱桿為原料，增殖細(xì)胞技術(shù)三段錐形流化床轉(zhuǎn)化技術(shù)已獲成功，年產(chǎn)3000t的工業(yè)化裝置即將建成。

生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)為合理有效利用生物質(zhì)能開拓了廣闊前景，對(duì)生物質(zhì)能的開發(fā)利用，是當(dāng)代人類新能源技術(shù)革新的重要任務(wù)。51可編輯課件4、生物質(zhì)能的開發(fā)價(jià)值

生物質(zhì)能號(hào)稱世界第四大能源。生物質(zhì)能來(lái)源于太陽(yáng)輻射能，是取之不盡用之不竭的可再生能源，據(jù)推算，地球上每年由陸地植物儲(chǔ)存的太陽(yáng)輻射能有1.917×1021J，海洋植物儲(chǔ)存的太陽(yáng)輻射能有9.21×1020J，相當(dāng)于當(dāng)今世界一年耗能總量的10倍多。地球上的生物資源極為豐富，全世界陸地和海洋每年可產(chǎn)生1.7×1011t的植物。1kg綠色植物的發(fā)熱量為1.67×107J，因而生物質(zhì)能每年產(chǎn)生的熱量是極其可觀的。生物質(zhì)能就是人類利用的主要能源，也是許多發(fā)展中國(guó)家目前最重要的能源。全世界約有25億人依靠生物質(zhì)能取暖、烹飪和照明。科學(xué)開發(fā)利用生物質(zhì)能既可獲得干凈無(wú)污染的新能源，又能利用城市垃圾和各類有機(jī)廢物。52可編輯課件沼氣能的應(yīng)用53可編輯課件沼氣能源的應(yīng)用沼氣池54可編輯課件沼氣發(fā)電技術(shù)沼氣發(fā)電55可編輯課件沼氣利用56可編輯課件可燃冰11月2日，新華社發(fā)布的一項(xiàng)消息說(shuō)，一項(xiàng)針對(duì)南海北部的勘測(cè)顯示，那里的可燃冰儲(chǔ)量達(dá)到我國(guó)陸上石油總量的一半左右，這些可燃冰有望在2015年進(jìn)行試開采。資源豐富的南海57可編輯課件六、地?zé)崮艿責(zé)?/p>

地球內(nèi)部具有的熱能稱為地?zé)崮埽堑厍虮旧硖N(yùn)藏的能量?，F(xiàn)代人們常說(shuō)的溫泉，就是人類的祖先在很久以前就開始利用的一種地?zé)崮?。?yīng)用形式：地下熱水、地?zé)嵴魵?。?yīng)用范圍：發(fā)電、洗浴、取暖、灌溉等58可編輯課件地?zé)嵫h(huán)59可編輯課件地球內(nèi)部推測(cè)溫度分布曲線60可編輯課件地?zé)崮艿木唧w利用在工業(yè)上，地?zé)崮芸捎糜诩訜?、干燥、制冷、脫水加工、提取化學(xué)元素、海水淡化等方面。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，地?zé)崮芸捎糜跍厥矣纭⒃耘嘧魑?、養(yǎng)殖禽畜和魚類等。例如，地處高緯度的冰島不僅以地?zé)釡厥曳N植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年來(lái)又栽培了咖啡、橡膠等熱帶經(jīng)濟(jì)作物。在浴用醫(yī)療方面，人們?cè)缇陀玫責(zé)岬V泉水醫(yī)治皮膚病和關(guān)節(jié)炎等，不少國(guó)家還設(shè)有專供沐浴醫(yī)療用的溫泉。地?zé)崮芤騼r(jià)廉、清潔而被稱為是“21世紀(jì)的能源”，利用前景十分廣闊。61可編輯課件地?zé)崮艿膽?yīng)用阿里地區(qū)地?zé)崽?2可編輯課件地?zé)崮艿膽?yīng)用冰島地?zé)嵛鞑匮虬司責(zé)犭娬?，是我?guó)最大的地?zé)犭娬?3可編輯課件地?zé)峁┡責(zé)崮艿膽?yīng)用64可編輯課件地?zé)狃B(yǎng)殖地?zé)崮艿膽?yīng)用65可編輯課件地?zé)釀?wù)農(nóng)地?zé)崮艿膽?yīng)用66可編輯課件七、儲(chǔ)能

儲(chǔ)能技術(shù)主要分為儲(chǔ)電與儲(chǔ)熱。目前儲(chǔ)能方式主要分為三類：機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能。儲(chǔ)能技術(shù)主要分為物理儲(chǔ)能（如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）、化學(xué)儲(chǔ)能（如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池）和電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等）三大類。1、儲(chǔ)能67可編輯課件2、儲(chǔ)能的類型機(jī)械儲(chǔ)能：抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能化學(xué)儲(chǔ)能：鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉流電池、鋰離子電池電磁儲(chǔ)能：超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能（1）幾種類型的儲(chǔ)能68可編輯課件（2）機(jī)械儲(chǔ)能

抽水儲(chǔ)能：廣泛采用的大規(guī)模、集中式儲(chǔ)能手段。利自然界里數(shù)量最大的液體－水的勢(shì)能進(jìn)行儲(chǔ)能。需要配備上、下游兩個(gè)水庫(kù)。在負(fù)荷低谷時(shí)段，抽水蓄能設(shè)備工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，將下游水庫(kù)的水抽到上游水庫(kù)保存。負(fù)荷高峰時(shí)，工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，利用儲(chǔ)存在上游水庫(kù)中的發(fā)電。一些高壩水電站具有儲(chǔ)水容量，可以將其用作抽水蓄能電站進(jìn)行電力調(diào)度。69可編輯課件電站原理示意圖70可編輯課件北京十三陵抽水儲(chǔ)能電站71可編輯課件

壓縮空氣儲(chǔ)能：上世紀(jì)50年代提出，目的是削峰填谷。兩個(gè)循環(huán)構(gòu)成其儲(chǔ)能過(guò)程：一是充氣壓縮循環(huán)；二是排氣膨脹循環(huán)。壓縮時(shí)，雙饋電機(jī)做電動(dòng)機(jī)工作，利用谷荷時(shí)的多余電力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，將高壓空氣壓入地下儲(chǔ)氣洞；峰荷時(shí)，雙饋電機(jī)做發(fā)電機(jī)工作，儲(chǔ)存壓縮空氣先經(jīng)過(guò)回?zé)崞黝A(yù)熱，再使用燃料在燃燒室內(nèi)燃燒，進(jìn)入膨脹系統(tǒng)中做工（如驅(qū)動(dòng)燃汽輪機(jī)）發(fā)電。德國(guó)、美國(guó)、日本和以色列建成過(guò)示范性電站。72可編輯課件原理示意圖73可編輯課件74可編輯課件

飛輪儲(chǔ)能：將能量以動(dòng)能形式儲(chǔ)存在高速旋轉(zhuǎn)的飛輪中。由高強(qiáng)度合金和復(fù)合材料的轉(zhuǎn)子、高速軸承、雙饋電機(jī)，電力轉(zhuǎn)換器和真空安全罩組成。電能驅(qū)動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，電能變飛輪動(dòng)能儲(chǔ)存，需要時(shí)，飛輪減速，電動(dòng)機(jī)做發(fā)電機(jī)運(yùn)行，飛輪的加速和減速實(shí)現(xiàn)了充電和放電。75可編輯課件76可編輯課件（3）化學(xué)儲(chǔ)能

鉛酸電池：它是以二氧化碳和海綿狀金屬鉛分別為正、負(fù)極活性物質(zhì)，硫酸溶液為電解質(zhì)的一種蓄電池，距今140年歷史。優(yōu)點(diǎn)：自放電小，25℃下自放電率小于2%/月；結(jié)構(gòu)緊湊，密封好，抗振動(dòng)，大電流性能好；工作溫度范圍寬，-40℃～50℃；價(jià)格低廉；制造維護(hù)成本低；無(wú)記憶效應(yīng)（淺循環(huán)工作時(shí)容量損失）。目前，世界各地已建立了許多基于鉛酸電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)。例如：德國(guó)柏林BEWAG的8.8MW/8.5MWh的蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于調(diào)